一種移動終端用縫隙天線以及移動終端的製作方法
2023-09-21 01:32:25 2
本發明涉及天線技術領域，特別涉及一種移動終端用縫隙天線以及移動終端。
背景技術：
隨著通信技術的不斷發展，手機等移動終端逐漸趨於小型化、金屬化，這也帶來了越來越好的用戶體驗。然而，移動終端的小型化，減少了天線的空間，加大了天線設計的難度；同時，由於金屬吸收電磁波，移動終端的金屬化也不利於天線的設計。為了解決上述問題，有必要提供一種移動終端用天線。
目前，移動終端通常採用金屬環形天線來發射、接收信號，該金屬環形天線包括金屬邊框、位於金屬邊框內部並與金屬邊框間隔預設距離的金屬塊以及印刷電路板。由於金屬環形天線不是地閉合天線，需要在金屬後殼上設置非金屬分割區。通常而言，需要橫跨移動終端的整個寬度設置非金屬分割區，可以將金屬邊框位於移動終端上端和/或下端的部分孤立起來而形成金屬環形天線的一部分，具體地，非金屬分割區可以將移動終端的金屬後殼分割成多個金屬區域，一般來說，利用移動終端上部的金屬區域接收和發射信號。
發明人發現現有技術至少存在以下問題：
由於非金屬分割區需要跨越移動終端的整個寬度，所以通常在手機背部形成有長條形的非金屬分割區，使手機的外觀不美觀，降低了用戶體驗。
技術實現要素：
為了解決上述問題，本發明實施例提供了一種移動終端用縫隙天線以及移動終端。所述技術方案如下：
第一方面，本發明實施例提供了一種移動終端用縫隙天線，包括金屬邊框以及設置在所述金屬邊框內部的印刷電路板；所述金屬邊框形成了移動終端的四周；
所述金屬邊框內部具有淨空區；
所述金屬邊框的靠近淨空區的一端設置有縫隙，所述縫隙內部填充有非金屬介電材質；
所述淨空區上設置有饋電機構，所述饋電機構與所述縫隙的位置相對應，且所述饋電機構與所述印刷電路板的射頻輸入輸出口電連接，使所述饋電機構與所述縫隙通過耦合饋電的方式進行饋電。
優選地，所述金屬邊框包括首尾順次連接的第一邊框、第二邊框、第三邊框和第四邊框；
所述第一邊框、所述第二邊框、所述第三邊框和所述印刷電路板包圍所述淨空區。
優選地，在所述第二邊框上設置有多個的所述縫隙；
在所述淨空區設置有與所述縫隙平行的多個所述饋電機構；
一個所述縫隙對應一個所述饋電機構。
優選地，所述縫隙為條形縫隙。
優選地，所述縫隙集成在所述移動終端的揚聲器口上或所述移動終端的通用串行總線口上。
優選地，在所述第一邊框與所述第二邊框形成夾角的部位和/或在所述第二邊框與所述第三邊框形成夾角的部位上設置有多個所述縫隙；
在所述淨空區上設置有與多個所述縫隙平行的多個所述饋電機構；
一個所述縫隙對應一個所述饋電機構。
優選地，所述縫隙為折線形縫隙。
優選地，多個所述縫隙的尺寸不同。
優選地，在所述淨空區上設置有介質基板；
所述饋電機構設置在所述介質基板上。
第二方面，本發明實施例還提供了一種移動終端，所述移動終端包括所述的縫隙天線。
本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：
本發明實施例通過在金屬邊框上設置縫隙，並在縫隙內部填充非金屬介電材質；在淨空區上設置有饋電機構，使饋電機構與縫隙通過耦合饋電的方式進行饋電，進而使得信號以電信號的形式在饋電機構與縫隙之間傳遞，實現了信號的發射與接收。在本發明實施例中，接收的頻率與縫隙的形狀有關，一般而言頻率越高，縫隙的長度就可以越小。因此基於本發明實施例提供的移動終端用縫隙天線的結構，當接收的頻率為高頻段例如為1.7×1010hz以上的頻段時，金屬邊框上的縫隙可以很小，例如為2釐米以下，此時不需要在移動終端的金屬後殼上設置如現有技術中存在的很長的非金屬分割區，提高了手機的外觀美觀性。需要說明的是，當縫隙的尺寸很小(例如長度)時，其就有可能與尺寸較小的揚聲器、usb等數據線接口等集成在一起，進一步提高移動終端的外觀美觀性，提高用戶體驗。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發明實施例提供的一種移動終端用縫隙天線的結構示意圖；
圖2是本發明實施例提供的另一種移動終端用縫隙天線的結構示意圖；
圖3是本發明實施例提供的另一種移動終端用縫隙天線的結構示意圖。
其中，附圖標記分別表示：
1金屬邊框，
101第一邊框，
102第二邊框，
103第三邊框，
104第四邊框，
2印刷電路板，
3淨空區，
4縫隙，
401第一縫隙，
402第二縫隙，
403第三縫隙，
404第四縫隙，
405第五縫隙，
5饋電機構，
501第一饋電機構，
502第二饋電機構，
503第三饋電機構，
504第四饋電機構，
505第五饋電機構。
具體實施方式
除非另有定義，本發明實施例所用的所有技術術語均具有與本領域技術人員通常理解的相同的含義。為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。
第一方面，本發明實施例提供了一種移動終端用縫隙天線，如圖1所示，該縫隙天線包括：金屬邊框1以及設置在金屬邊框1內部的印刷電路板2；金屬邊框1形成了移動終端的四周；金屬邊框1內部具有淨空區3；進一步地，金屬邊框1的靠近淨空區3的一端設置有縫隙4，縫隙4內部填充有非金屬介電材質；淨空區3上設置有饋電機構5，饋電機構5與縫隙4的位置相對應，且饋電機構5與印刷電路板2的射頻輸入輸出口電連接，使饋電機構5與縫隙4通過耦合饋電的方式進行饋電。
以下就本發明實施例提供的移動終端用縫隙天線的工作原理給予描述：
當移動終端發射信號時，該信號以電信號的形式由印刷電路板2傳送至饋電機構5；饋電機構5接收該電信號，並通過耦合饋電的方式對縫隙4進行饋電；縫隙4接收該電信號，並以金屬邊框1為載體，將該電信號以電磁波的形式進行發射。
當移動終端接收信號時，該信號以電磁波的形式被金屬邊框1接收；金屬邊框1上的縫隙4將該信號以電信號的形式，並通過耦合饋電的方式，傳送至饋電機構5(即對饋電機構5進行饋電)；饋電機構5接收該電信號，並傳送至印刷電路板2；印刷電路板2接收該電信號，之後該移動終端對該電信號做出相應的處理。
本發明實施例提供的移動終端用縫隙天線，通過在金屬邊框1上設置縫隙4，並在縫隙4內部填充非金屬介電材質；在淨空區3上設置有饋電機構5，使饋電機構5與縫隙4通過耦合饋電的方式進行饋電，實現了信號的發射與接收。基於本發明實施例提供的移動終端用縫隙天線的結構，當接收的頻率為高頻段例如為1.7×1010hz以上的頻段時，金屬邊框上的縫隙可以很小，例如為2cm以下，此時不需要在移動終端的金屬邊框和金屬後殼上設置如現有技術中存在的很長的非金屬分割區，提高了手機的外觀美觀性。需要說明的是，當縫隙的尺寸(例如長度)很小時，其就有可能與尺寸較小的揚聲器、usb接口等集成在一起，進一步提高移動終端的外觀美觀性，提高用戶體驗。
需要說明的是，淨空區3並非絕對意義的無電路區，淨空區3設置的電路少，或者不設置電路。淨空區3可以為印刷電路板2的一部分，也可以與印刷電路板2形成相對獨立的兩部分。
金屬邊框1可以設置為多種結構，為了提高移動終端的使用性能，如圖2所示，金屬邊框1包括首尾順次連接的第一邊框101、第二邊框102、第三邊框103和第四邊框104；第一邊框101、第二邊框102、第三邊框103和印刷電路板2包圍淨空區3。
需要說明的是，為了便於描述，將金屬邊框1劃分為第一邊框101、第二邊框102、第三邊框103、第四邊框104，而不是真正意義的分隔，即第一邊框101、第二邊框102、第三邊框103、第四邊框104之間為無縫連接。
本發明實施例提供的移動終端用縫隙天線，通過將金屬邊框1分為首尾順次連接的第一邊框101、第二邊框102、第三邊框103和第四邊框104，且印刷電路板2位於金屬邊框1內部，使得印刷電路板2分別與第一邊框101、第三邊框103和第四邊框104相抵，增加了印刷電路板2與金屬邊框1的連接強度，避免了印刷電路板2因自身連接不牢固而與饋電機構5電連接不穩定，進而增強了移動終端的使用性能。其中，金屬邊框1可採用螺釘與印刷電路板2上的露銅區連接。
為了使本發明實施例提供的移動終端用縫隙天線能滿足不同諧振頻率的需求，即可以實現移動終端對高頻、低頻、中頻等信號的發射、接收，可通過調節縫隙4的尺寸，例如縫隙4的長度；也可以調節縫隙4與饋電機構5的相對位置，例如縫隙4與饋電機構5的間距。
其中，縫隙4的長度小於所要接收特定頻率段信號所對應波長的四分之一；縫隙4的寬度不大於2mm；且縫隙4與饋電機構5的間距不大於所要接收特定頻率段信號所對應波長的四分之一。舉例來說，當縫隙4接收頻率段為2.3×1010hz～2.6×1010hz的信號時，該信號所對應的波長範圍為0.11m～0.13m，則縫隙4的長度應設置為小於2cm、縫隙4與饋電機構5的間距不大於2cm。
基於上述發明實施例提供的金屬邊框1的結構，可在金屬邊框1的第一邊框101、第二邊框102以及第三邊框103上設置多個縫隙4，縫隙4的尺寸可以相同也可以不同。當形成多個尺寸相同的縫隙4時，其中一個可以作為常用縫隙，其餘的作為備用縫隙；在一種可能的實施方式中，在多個尺寸相同的縫隙中可以填充相同或者不同的非金屬材料，例如在一個縫隙中填充橡膠，在其餘縫隙中填充塑料。當形成多個尺寸不同的縫隙4時，可通過以下三種實施方式進行設置：
第一種實施方式
在第二邊框102上設置有多個尺寸不同的縫隙4；在淨空區3上設置有與縫隙4平行的多個饋電機構5；一個縫隙4對應一個饋電機構5。
在該種實施方式中，可沿著第二邊框102的長度方向依次設置多個縫隙4。另外，縫隙4可以設置成不同形狀，例如條形、彎曲性等。為了便於縫隙4的加工，可將縫隙4的形狀設置成條形。
另外，縫隙4可集成在移動終端底部的揚聲器口上或移動終端的通用串行總線口上。
例如，參見圖2，本實施方式可設置為：沿著第一邊框101的長度方向，依次在第一邊框101上設置有3個長度不同、寬度相同的條形縫隙4，分別為第一縫隙401、第二縫隙402、第三縫隙403；對應地，在淨空區3上設置有3個與縫隙4平行且與縫隙4的間距不同的三組饋電結構5，分別為第一饋電結構501、第二饋電結構502、第三饋電結構503。
第二種實施方式
在第一邊框101與第二邊框102形成夾角的部位和/或在第二邊框102與第三邊框103的形成夾角的部位上設置有多個尺寸不同的縫隙4；在淨空區3上設置有與多個縫隙4平行的多個饋電機構5；一個縫隙4對應一個饋電機構5。
該種實施方式中的縫隙4的形狀可設置成折線性，使縫隙4橫跨金屬框1的相鄰兩個邊框。
其中，饋電結構5可設置成折線形的結構，此時，饋電結構5可以與縫隙4平行，設置在印刷電路板2上；饋電結構5也可設置成方形的結構，此時，饋電結構5的靠近縫隙4的兩個直角邊分別與位於金屬邊框不同邊框的縫隙4的兩部分平行，設置在印刷電路板2上。
例如，參見圖3，本實施方式可設置為：依次在第一邊框101與第二邊框102形成夾角的部位設置有折線形的第四縫隙404、第二邊框102與第三邊框103形成夾角的部位設置有形折線形的第五縫隙405；對應地，本實施例在淨空區3上設置有2個折線形的饋電結構5，分別為第四饋電結構504、第五饋電結構505。
其中，第四縫隙404位於第一邊框101上的長度、第四縫隙404位於第二邊框102上的長度、第五縫隙405位於第二邊框102上的長度、第五縫隙405位於第三邊框103上的長度均不相同；第四縫隙404與第五縫隙405的寬度相同。
第四縫隙404中位於第一邊框101的部分與第四饋電結構504中與第一邊框101平行的部分之間的距離、第四縫隙404中位於第二邊框102的部分與第四饋電結構504中與第二邊框102平行的部分之間的距離、第五縫隙405中位於第二邊框102的部分與第五饋電結構505中與第二邊框102平行的部分之間的距離、第五縫隙405中位於第三邊框103的部分與第五饋電結構505中與第三邊框103平行的部分之間的距離均不相同。
可以理解的是，第四縫隙404分成兩部分連通的縫隙，一部分縫隙設置在第一邊框101上，另一部分縫隙設置在第二邊框102上，由於這兩部分縫隙的尺寸不同，且與第四饋電機構504的距離也不同，故，第四縫隙404可接收兩組不同頻率段的信號；同理，第五縫隙504也可接收兩組不同頻率段的信號。
因此，上述設置的縫隙4，可使移動終端接收4組不同頻率段的信號。
第三種實施方式
該種實施例方式是組合了第一種實施方式與第二種實施方式的實施方式。具體而言，在該實施方式中，不僅在第二邊框102上設置有縫隙4，而且在第一邊框101與第二邊框102形成夾角的部位以及在第二邊框102與第三邊框103形成夾角的部位上均設置有縫隙4。由此，可以同時實現在第二邊框102以及與第二邊框102相鄰的第一邊框101和第三邊框103處的信號接收，提高接收效率。
在現有技術的一個應用場合中，當使用手機時，人手易握住現有技術提供的手機的金屬邊框1和後殼上的割斷處，會引起電荷的聚集，對天線性能產生很大影響。為了解決該問題，本發明實施例可以採取上述三種實施方式中的任一種等方式在金屬邊框1上設置多個縫隙4。在本發明的各種實施方式中，通過設置縫隙4以形成縫隙天線，則不再需要手機的其他部位作為天線的一部分，例如不再需要手機的金屬邊框的一部分作為天線的一部分，從而也就不需要像現有技術一樣割斷手機的金屬後殼，進而提高了手機的外觀美觀性。
上述發明實施例中，任一縫隙4內部填充的非金屬介電材質可以為橡膠、塑料、陶瓷或玻璃中的至少一種。
當將饋電機構5設置在淨空區3內時，由於饋電機構5的電路線較多，所以通常將饋電機構5集成設置在介質基板上，然後將載置有饋電機構5的介質基板安裝至淨空區3內。這種集成的設置方式，便於快速安裝、拆卸等操作。其中，饋電結構5電連接在印刷電路板2的射頻輸入輸出埠，並通過該射頻輸出輸入埠將所接收到的信號傳遞給信號處理設備，例如cpu(centralprocessingunit，中央處理器)等。
第二方面，本發明實施例提供了一種移動終端，該移動終端包括上述縫隙天線。
通過在移動終端設置上述縫隙天線，不需要像現有技術一樣割斷移動終端的金屬後殼，進而提高了移動終端的外觀美觀性。
上述所有可選技術方案，可以採用任意結合形成本公開的可選實施例，在此不再一一贅述。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明的保護範圍，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。